[发明专利]跟踪器单元和跟踪器单元中的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及测量领域，尤其涉及勘测(surveying)领域。具体地，本发明涉及用于测量仪器的跟踪器单元，该跟踪器单元可操作以使测量仪器的仪器瞄准轴线与期望的目标相对于该测量仪器的方向对准，即，与目标轴线对准。

背景技术

勘测涉及使用从一个或多个位置取得的角度和距离测量值来确定物体的未知位置、表面或体积或测定已知坐标。为了执行这些测量，经常使用一种属于被称为全站仪(total station)类型的勘测设备，该勘测设备包括电子器件和光学器件的组合。全站仪可以设置有具有可写信息的计算机或处理或控制单元，用于待执行的测量和用于存储测量期间获得的数据。全站仪可以计算目标在固定的地基坐标系统中的位置。

在勘测中可以使用跟踪系统以便寻找、跟踪和/或跟随具有反射目标或物体或是反射目标或物体的目标或物体，那些棱镜能够反射由传送机(transmitter)发射之后照射在其上的光，并且该反射光由接收器接收。反射目标或物体可以例如包括反射棱镜、箔或类似物。这样跟踪系统可以感测目标的角方向，由此可以跟踪或跟随速度可能达到每秒几米或更高的目标的移动。跟踪系统从而可以被用于使测量仪器对准期望的目标或物体，或者换句话说，使得测量仪器的仪器瞄准轴线与目标相对于该测量仪器的当前方向对准。

在设备(诸如跟踪器或激光指示器)的传送机中，通常采用在图16中的示意图中例示的同轴光学配置150，同轴光学配置150通常包括多个部件，诸如物体157、棱镜155、一个或多个反射镜152、一个或多个透镜154、准直器153、孔径(图16中未示出)以及用于调整这样的部件的装置(图16中未示出)。参考数字151指示激光。然而，由于这样的部件的相对高的成本，这样的同轴光学配置150可能是昂 贵的，这可能带来该设备的相对高的总成本。同轴光学配置150可能带来光学效应，诸如棱镜155的阴影和棱镜155上的反射回到接收器，即串扰，这会降低设备的操作性能。同轴光学配置150可能需要一个或多个如图16中例示的准直元件153，用于激光束156的准直。在诸如图16中例示的同轴光学配置中，可能需要相干光学辐射源(诸如，激光)，以实现通过同轴光学器件聚焦的光学辐射束或光束，使得可被接收器或传感器接收的光的有限量“溢出”或没有光“溢出”。激光151的使用会限制激光光斑尺寸并使得激光束156不均匀。可能需要激光覆盖接收器的视场，视场可以是大约2°。由于在激光源的孔径处的空间相干和衍射效应，激光束可能是不均匀的。

发明内容

鉴于上述讨论，本发明的一个关注点是提供一种跟踪器单元，该跟踪器单元克服或减轻与采用如在上文中所讨论的同轴光学配置有关的可能的缺点中的一个或多个。

为了解决此关注点和其他关注点中的至少一个，提供了根据独立权利要求所述的一种跟踪器单元、一种方法、一种测量仪器、一种计算机程序和一种计算机可读存储介质。优选的实施方案由从属权利要求限定。

在测量仪器(诸如，所谓的全站仪)中，可以借助于测量仪器中的驱动装置来执行将测量仪器的仪器瞄准轴线指向或对准到目标上，该驱动装置能够旋转测量仪器中的仪器主体以便调整仪器瞄准轴线的方向。

在本申请的上下文中，“目标”或“反射目标”通常意指一个反射物体(诸如，反射棱镜、反光镜(例如，属于角隅棱镜类型的反光镜)和/或箔等)，该反射物体例如可以与光学辐射源或发光元件配合使用，以例如识别、寻找、发现、跟踪和/或跟随等其上布置有目标的物体。

可以通过所谓的跟踪器单元控制驱动装置的操作，跟踪器单元通常包括一个透镜单元和一个跟踪器检测器，跟踪器检测器评价反射离开目标或物体的光学信号形式的输入信号并且控制驱动装置以改变仪器瞄准轴线的方向，从而与目标轴线重合或大体上重合。目标轴线意 指一个穿过测量仪器(例如，穿过测量仪器中心)和目标的轴线。跟踪器单元还包括一个光学传送机，该光学传送机朝向目标传送光学辐射。借助于与跟踪器检测器组合的透镜单元，跟踪器单元起角度传感器的作用，该角度传感器可以确定目标轴线与跟踪器的指向轴线(pointing axis)之间的角度。跟踪器的指向轴线可以被对准或被校准，以便与仪器瞄准轴线重合。以这种方式，如果跟踪器指向轴线被引导到目标上，则测量仪器可以执行关于目标的测量。例如，在测量仪器诸如是全站仪且跟踪器指向轴线被引导到目标上的情况下，测量仪器可以测量目标的极坐标并且确定从该测量仪器到目标的距离。